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Description

Translated from French

Procédé de conception d'un appareil orthodontique A method of designing an orthodontic appliance

La présente invention appartient au domaine de l'orthodontie. The present invention is in the field of orthodontics.Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de conception d'un appareil orthodontique, ledit support étant personnalisé pour chaque dent d'un patient permettant ainsi l'individualisation de l'appareil orthodontique. More particularly, the invention relates to a method of designing an orthodontic appliance, said support being customized for each tooth of a patient enabling the individualization of the orthodontic appliance.L'orthodontie est une spécialité médicale permettant de corriger les positions des dents d'un système dentaire mal positionnées ou dans le cas de malformation de la mâchoire afin de redonner une dentition fonctionnelle et esthétique. Orthodontics is a medical specialty to correct the positions of teeth of a dental system incorrectly positioned or in the case of malformation of the jaw to restore a functional and aesthetic teeth.

Un traitement orthodontique consiste à appliquer, au moyen d'un appareil orthodontique, une force sur une ou plusieurs dents d'un système dentaire/dentition de manière à les déplacer progressivement vers une position déterminée pour obtenir un alignement final amélioré des dents. Orthodontic treatment involves applying, by means of an orthodontic appliance, a force on one or more teeth of a dental system / dentition so as to move progressively toward a predetermined position to obtain a final improved alignment of the teeth.L'appareil orthodontique est généralement formé par des supports solidaires des dents et un arc orthodontique exerçant des forces sur les dents par l'intermédiaire des supports. The orthodontic appliance is generally formed by integral supports teeth and an archwire exerting forces on the teeth via the brackets.Dans une forme actuelle, le plus souvent l'arc orthodontique est maintenu par un logement dans chacun des supports. In current form, usually the orthodontic arch wire is held by a unit in each of the carriers.Un support comporte une embase et un verrou comportant le logement. A support comprises a base and a latch having housing.Le support est fixé sur une surface d'une dent par l'intermédiaire de l'embase. The support is fixed on a surface of a tooth by means of the base.L'arc orthodontique s'étend entre les supports sur des dents adjacentes et exerce une force sur chaque dent pour déplacer les dents individuellement jusqu'à leurs positions déterminées. The orthodontic arch wire extends between the brackets on adjacent teeth and exerts a force on each tooth to individually move the teeth to their determined positions.Chaque support de l'appareil orthodontique est fixé sur une surface de la dent correspondante audit support située du coté des lèvres, dite surface vestibulaire (parfois dite labiale), afin de faciliter l'attachement des supports et de l'arc orthodontique et de faciliter l'ajustement dudit arc orthodontique. Each support the orthodontic appliance is attached to a surface of the corresponding tooth with said support located on the side of the lips, known as labial surface (sometimes called lip) to facilitate attachment of the supports and the orthodontic archwire and facilitate adjusting said orthodontic arch wire.De plus en plus souvent, pour des raisons principalement esthétiques, des appareils orthodontiques ont été développés dans lesquels chaque support est fixé sur une surface de la dent correspondante située à l'intérieur d'une bouche du coté d'un palais d'un patient, dite surface linguale. More and more often, mainly for aesthetic reasons, orthodontic appliances have been developed in which each support is fixed on a surface of the corresponding tooth on the inside of a mouth on the side of a palace of a patient , said lingual surface.Un concept généralement utilisé en orthodontie repose sur une configuration de l'arc orthodontique en arc droit. A concept commonly used in orthodontics is based on a configuration of the arc Orthodontic longbow.Par arc droit, on entend un arc sensiblement en forme de U plan, semi-elliptique ou parabolique, c'est à dire une courbe régulière plane positionnée par rapport à l'arcade dentaire, parallèle au plan d'occlusion. By straight wire is meant an arc substantially U-shaped plan, semi-elliptical or parabolic, that is to say a flat smooth curve positioned relative to the dental arch, parallel to the occlusal plane.L'arc droit n'est pas spécifique à l'arcade d'un patient et présente une forme simple qui peut être réalisée facilement et de façon industrielle, donc à 10 moindre coût. The longbow is not specific to the arch of a patient and has a simple form that can be performed easily and industrially, so 10 cheaply.Pour une arcade nécessitant un traitement orthodontique, un arc droit préformé ayant la forme désirée de l'arcade en fin de traitement est utilisé. For an arcade requiring orthodontic treatment, a longbow preformed having the desired shape of the end of treatment arch is used.Lorsqu'un arc droit prédéfini est positionné sur un appareil orthodontique en place sur une arcade, ledit arc droit est partiellement déformé, dans des limites 15 élastiques du matériau constituant l'arc droit, lors de leur insertion dans la gorge de chaque support. When a predefined arc is positioned on right braces in place on an arch, said straight wire is partially deformed within limits 15 elastic material constituting the straight wire, when inserted in the groove of each bracket.Lorsque le traitement est terminé, l'arc est revenu à sa forme initiale du fait que les dents se sont déplacées sous l'effet des efforts exercés par l'arc contraint. When the treatment is finished, the arc is returned to its original shape because the teeth are displaced under the effect of the forces exerted by the constrained arc.En pratique, l'arc droit a une section transversale, rectangulaire, carré ou ronde, et sa courbure est modifiée au fur et à mesure de 20 l'évolution du traitement. In practice, the straight wire has a cross section, rectangular, square or round, and its curvature is modified as and 20 the course of treatment.Dans une telle configuration, l'arc orthodontique n'étant pas conçu spécifiquement pour l'arcade d'un patient, ce sont les supports qui sont spécifiquement adaptés à chaque dent d'un patient. In such a configuration, the archwire is not designed specifically for the arch of a patient, are the supports which are specifically adapted to each tooth of a patient.Pour concevoir un appareil orthodontique adapté à chaque dent d'un 25 patient, un procédé connu de conception et de réalisation des supports consiste à réaliser un support intégral (embase et verrou) à partir de modèles numériques d'éléments séparés, un élément représentatif de l'embase et un élément représentatif du verrou, qui sont assemblés numériquement. To design an orthodontic appliance adapted to each tooth of a patient 25, a known method of design and construction of the supports is to provide an integral support (base and lock) from numerical models of separate elements, a representative member of the base and a representative member of the lock, which are assembled digitally.Pour parvenir à la réalisation d'un support, le procédé comporte les 30 étapes de : représentation numérique de la dentition du patient, élaboration sous forme numérique de l'embase d'un support sur la face linguale de la dent concernée, sélection d'une représentation numérique d'un verrou parmi une base de données, mise en place de la représentation numérique du verrou numérique sélectionné sur l'embase du support. To achieve the production of a medium, the method comprising the 30 steps of: digital representation of the patient's dentition in digital form preparation of the base of a support on the lingual surface of the tooth, selection of a digital representation of a lock from a database, setting up the digital representation of the selected digital latch on the base of the support.Le support ainsi conçu est un objet numérique correspondant à la fusion de plusieurs objets tridimensionnels (embase et verrou) conçus sur mesure et comportant les prescriptions individualisées pour chaque dent du patient. The support thus designed is a digital object corresponding to the fusion of several three-dimensional objects (base and lock) and having tailored individualized requirements for each of the patient's tooth.

L'objet numérique est ensuite exporté sous forme de fichiers numériques vers une machine outil ou autre destinée à la réalisation du support dans un matériau biocompatible conformément à la forme ainsi définie. The digital object is then exported as digital files to a machine tool or the like for producing the support in a biocompatible material according to the shape thus defined.Dans ce procédé de fabrication d'un support, seule l'embase est conçue numériquement à partir de la surface de la dent du patient, le verrou provenant 15 d'une base de données et solidarisé ultérieurement à l'embase. In this method of manufacturing a support, only the base is designed numerically from the surface of the patient's tooth, the latch 15 from a database and subsequently secured to the base.La présente invention propose un procédé de réalisation d'un appareil orthodontique individualisé. The present invention provides a method for producing a customized orthodontic appliance.Un appareil orthodontique comporte : des supports fixés sur des dents d'une arcade dentaire d'un patient, chaque support étant fixé sur une surface d'une dent de l'arcade 20 dentaire par une embase dudit support, un arc orthodontique fixé auxdits supports dans un logement d'un verrou de chaque support. An orthodontic appliance comprises: brackets fixed to the teeth of a dental arch of a patient, each support being attached to a surface of a tooth of the dental arch 20 by a base of said support, an archwire fixed to said supports in a housing of a lock of each support.Le procédé suivant l'invention comporte une étape de construction d'une représentation numérique de chaque support à partir d'une représentation 25 numérique de l'arcade dentaire désirée en fin de traitement, dite représentation numérique finale de l'arcade dentaire. The process of the invention comprises a step of constructing a digital representation of each carrier 25 from a digital representation of the desired dental arch at the end of treatment, said final digital representation of the dental arch.Suivant le procédé, l'étape de construction de la représentation numérique de chaque support comporte les étapes de : a - positionner une représentation numérique de l'arc orthodontique par 30 rapport à la représentation numérique finale de l'arcade dentaire, puis b - pour chaque dent de la représentation numérique finale de l'arcade dentaire, positionner une représentation numérique d'un volume représentatif d'un volume enveloppe d'un verrou, dit deuxième volume, d'une ébauche de support en interférence avec l'arc orthodontique et à proximité de la dent considérée, et c - pour chaque dent de la représentation numérique finale de l'arcade dentaire, positionner une représentation numérique d'un volume représentatif d'un volume enveloppe d'une embase, dit premier volume, de l'ébauche de support en interférence avec le deuxième volume et avec le volume de la dent considérée, puis, d - déterminer, pour chaque dent, dans le premier volume et dans le deuxiè According to the method, the step of construction of the digital representation of each carrier includes the steps of: a - positioning a digital representation of the orthodontic archwire 30 in respect to the final digital representation of the dental arch, and b - to each tooth of the final digital representation of the dental arch, positioning a digital representation of a representative volume of a volume envelope with a lock, said second volume, a blank holder interfering with the orthodontic archwire and close to the relevant tooth, and c - for each tooth of the final digital representation of the dental arch, positioning a digital representation of a representative volume of a volume envelope with a base, said first volume, of carrier blank interfere with the second volume and the volume of the treated tooth, then d - determining, for each tooth in the first volume and in its secondme volume, des zones d'éviction volumique, lesquelles zones d'éviction volumique comportent l'ensemble des volumes en interférence avec la dent pour le premier volume et l'ensemble des volumes en interférence avec l'arc orthodontique pour le deuxième volume. I volume, of the volume eviction areas which volumetric zones comprise eviction all volumes in interference with the tooth for the first volume and all interference by volume with the orthodontic archwire to the second volume.La représentation numérique du support d'une dent est ensuite déterminée par le volume de l'ébauche de support duquel sont soustraites les zones d'éviction volumique. The digital representation of a tooth support is then determined by the volume of the carrier blank which are subtracted the volume eviction areas.De préférence, pour minimiser une épaisseur du support, les zones 20 d'éviction volumique du premier volume sont définies de sorte à déterminer une épaisseur de la représentation numérique de l'embase sensiblement constante. Preferably, to minimize a thickness of the support, the zones 20 of predatory volume of the first volume are defined so as to determine a thickness of the digital representation of the base substantially constant.Avantageusement, l'ébauche est choisie dans une base de données comportant au moins deux modèles de représentation numérique d'ébauches et est choisie par rapport à la forme de la dent considérée pour minimiser le 25 volume des zones d'éviction en maintenant une surface suffisante de contact entre une surface d'appui de l'embase et la surface de la dent. Advantageously, the preform is selected from a database having at least two digital representation models of blanks and is selected relative to the tooth shape considered to minimize the volume 25 predatory zones maintaining sufficient surface contact between a bearing surface of the base and the tooth surface.Pour mettre en oeuvre l'étape a) du procédé, la représentation numérique de l'arc orthodontique est positionnée de sorte qu'une distance d, pour chaque dent de la représentation numérique finale de l'arcade dentaire, 30 entre la représentation numérique de l'arc orthodontique et la surface de chaque dent soit supérieure à une distance minimale drain correspondant à une épaisseur minimale de la représentation numérique des supports au niveau de leurs verrous. To implement step a) of the process, the digital representation of the orthodontic arch wire is positioned so that a distance d, for each tooth of the final digital representation of the dental arch 30 between the digital representation of the archwire and the surface of each tooth is greater than a minimum drain distance corresponding to a minimum thickness of the digital representation of the supports at their locks.Dans un mode de mise en oeuvre de l'étape b) du procédé, pour chaque dent de la représentation numérique finale de l'arcade dentaire, la représentation numérique du deuxième volume est positionnée de sorte qu'un point de référence dudit deuxième volume corresponde à un point d'intersection entre la représentation numérique de l'arc orthodontique et une projection orthogonale d'un centre de la dent considérée. In one embodiment of step b) of the process, for each tooth of the final digital representation of the dental arch, the digital representation of the second volume is positioned so that a reference point of said second volume corresponds at an intersection point between the digital representation of the orthodontic archwire and an orthogonal projection of a treated tooth center.

Afin que l'arc orthodontique puisse glisser naturellement le long de l'arcade dentaire dans les logements des supports lors des mouvements des dents de ladite arcade dentaire, des logements sont réalisés, pour certains secteurs de l'arcade dentaire, avec une section sensiblement supérieure à une section dudit arc orthodontique. So that the archwire can naturally slide along the dental arch in the housing supports during movement of the teeth of said dental arch of the housing are formed for certain areas of the dental arch, with a substantially upper section to a section of said archwire.

Suivant le procédé, dans une première étape, une représentation numérique d'une arcade dentaire en fin de traitement d'un patient est obtenue et stockée dans une mémoire numérique. According to the method, in a first step, a digital representation of a dental arch in the end treatment of a patient is obtained and stored in a digital memory.Dans une méthode de mise en oeuvre de cette première étape, la représentation numérique est réalisée en deux phases. In one method of implementation of this first stage, the digital representation is carried out in two phases.

Dans un exemple de mise en oeuvre, le point de référence d'une sphère 52n est son centre. In an exemplary implementation, the reference point of a sphere 52n is its center.L'opération de positionnement des sphères 52n est renouvelée pour les dents de l'arcade dentaire nécessitant un support. The positioning of the spheres 52n is renewed for the teeth of the dental arch requiring support.

De préférence, les sphères 52n ont une dimension adaptée à l'anatomie dentaire. Preferably the spheres 52n have a size suitable for dental anatomy.Ainsi, les sphères peuvent présenter d'une part des dimensions différentes au sein d'une même arcade dentaire pour un même patient et d'autre part des dimensions différentes pour différents patients. Thus, the spheres may be a part of different sizes in the same dental arch for the same patient and also different sizes for different patients.Par exemple, pour un même patient présentant une dentition standard, lesdites sphères positionnées sur les incisives inférieures ont un rayon de l'ordre de 2mm et les sphères positionnées sur les dents autres que les incisives ont un rayon de l'ordre de 2,5mm. For example, for the same patient having a standard set of teeth, said lower incisors positioned on spheres have a radius of about 2 mm and the spheres positioned on the teeth other than the incisors have a radius of about 2.5mm .Dans une quatrième étape du procédé, comme illustrée sur les figures 6a et 6b, une ébauche 50n, formée sur la base d'un premier volume 51n associé à la sphère 52n, est positionnée sur chaque dent 13n par rapport à l'arc orthodontique 11 n prédéfini et en interférence avec le volume de la dent 13n. In a fourth method step, as illustrated in Figures 6a and 6b, a blank 50n formed on the basis of a first volume 51n 52n associated with the sphere, is positioned on each tooth 13n with respect to the orthodontic archwire 11 n and predefined interference with the volume of the tooth 13n.Pour chaque ébauche 50n, la sphère 52n est positionnée conformément à la position préalablement déterminée lors de la précédente étape. 50n for each blank, the sphere 52n is positioned in accordance with the predetermined position at the previous step.

De préférence, la forme de l'ébauche est choisie de sorte à être adaptée à la forme naturelle des dents et permettre ainsi une amélioration de l'étape ultérieure d'exécution de la fabrication du support 12, en limitant le volume de matière à retirer sur l'ébauche. Preferably, the shape of the blank is selected so as to be adapted to the natural shape of the teeth, thus permitting improvement of step subsequent execution of the fabrication of the support 12, by limiting the volume of material to remove on the draft.

6- Procédé suivant l'une des revendications précédentes dans lequel, pour chaque dent (13n) de la représentation numérique finale de l'arcade dentaire, la représentation numérique du deuxième volume (52n) est positionnée de sorte qu'un point de référence dudit deuxième volume corresponde à un point d'intersection entre la représentation numérique (11n) de l'arc orthodontique et une projection orthogonale d'un centre (132n) de la dent considérée (13n). 6- A method according to one of the preceding claims wherein, for each tooth (13n) of the final digital representation of the dental arch, the digital representation of the second volume (52n) is positioned so that a reference point of said second volume corresponds to an intersection point between the digital representation (11n) of the orthodontic archwire and an orthogonal projection of a center (132N) of the relevant tooth (13n).

Orthodontic appliance having tooth sockets based on actual and predicted sizes and shapes of teeth and tooth sockets or slots for more than one tooth molded in one or more materials together, a system and a method for automatically straightening teeth